高温合金焊接组件的热处理
热处理对高温合金组织及性能的影响

热处理对高温合金组织及性能的影响高温合金是一种应用广泛的材料,常用于航空航天、船舶、汽车、能源等领域。
然而,高温环境下的应力、蠕变和氧化等问题对合金的性能提出了极高的要求。
热处理作为一种常用的改性工艺,在提高高温合金的组织和性能方面发挥着重要作用。
热处理是利用材料在高温下的相变规律和组织演化特点,通过调控温度、时间和冷却速率等参数,以改变合金的组织和性能。
常见的热处理工艺包括固溶处理、时效处理、析出硬化和再结晶退火等。
首先,固溶处理是高温合金热处理中常用的工艺之一。
在高温环境下,材料中的固溶元素会进入固溶体中,使其晶格发生扩散,从而达到改善合金力学性能的目的。
固溶处理既可以提高合金的强度和硬度,又能保持良好的塑性和韧性,提高高温合金的抗应力腐蚀性能。
其次,时效处理是高温合金热处理中的重要环节。
通过控制时效时间和温度,使合金中的固溶元素析出成相,形成细小的沉淀物,从而使合金的强度和硬度得到进一步提高。
时效处理主要是利用分散相的弥散增强效应,增加合金的位错密度,阻碍晶体滑移和位错运动,提高合金的强度和抗疲劳性。
此外,高温合金的析出硬化也是热处理中的一项重要工艺。
高温环境下,合金中的溶质元素会在固溶体中析出成固相颗粒,形成弥散相,增加合金的硬度和强度。
通过调控合金的热处理工艺参数和合金化元素的含量,可以控制析出物的尺寸、形态和分布,进一步提高高温合金的力学性能和抵抗高温应力和热蠕变的能力。
最后,再结晶退火是高温合金热处理中的一种常见工艺。
高温下,合金中的晶粒会发生长大和重排,从而改变合金的晶体结构,消除或者减少塑性变形产生的晶界,提高材料的塑性和韧性。
再结晶退火通过改变晶粒尺寸和晶界特征,优化合金的微观结构,从而改善高温合金的力学性能和抵抗高温蠕变和氧化的能力。
综上所述,热处理对高温合金的组织和性能具有显著影响。
通过固溶处理、时效处理、析出硬化和再结晶退火等工艺,可以实现高温合金的强度、硬度、韧性、塑性以及抗应力腐蚀、抗疲劳、抵抗高温蠕变和氧化的能力的综合提高。
高温合金热处理工艺2010

高温合金热处理工艺2010一、引言高温合金是指在高温环境下具备良好综合性能的金属材料,广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
高温合金的性能与热处理工艺密切相关,其中热处理工艺2010是一种常用的处理方法。
本文将详细介绍高温合金热处理工艺2010的原理、步骤和应用。
二、高温合金热处理工艺2010的原理高温合金热处理工艺2010是指在高温环境下对合金材料进行固溶处理和时效处理的方法。
其原理基于高温合金的组织结构和性能随热处理温度和时间的变化而变化。
固溶处理通过加热将合金材料中的固溶相转化为固溶溶液,使合金材料具备良好的塑性和可加工性。
时效处理则通过控制温度和时间,使固溶溶液中的溶质元素析出并形成弥散的沉淀相,提高合金的强度和耐热性能。
三、高温合金热处理工艺2010的步骤1. 固溶处理:将高温合金材料加热到固溶温度,保持一定时间使固溶相完全溶解。
固溶温度是根据合金材料的成分和性能要求确定的,一般为材料的熔点附近。
固溶时间根据合金材料的厚度和热传导性决定,一般为数分钟至数小时。
2. 水淬或空冷:将固溶处理后的合金材料迅速冷却,以固定固溶相的溶解度,避免析出相的形成。
3. 时效处理:将冷却后的合金材料再次加热到时效温度,保持一定时间使溶质元素发生析出并形成沉淀相。
时效温度根据合金材料的成分和性能要求确定,一般低于固溶温度。
时效时间根据合金材料的厚度和热传导性决定,一般为数小时至数十小时。
4. 冷却:将时效处理后的合金材料迅速冷却至室温,固定析出相的形态和分布。
四、高温合金热处理工艺2010的应用高温合金热处理工艺2010广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
具体应用包括:1. 航空发动机叶片:高温合金热处理工艺2010可以提高叶片的强度和耐热性能,延长使用寿命。
2. 燃气轮机叶片:高温合金热处理工艺2010可以提高叶片的抗腐蚀性能和疲劳寿命,提高燃气轮机的工作效率和可靠性。
3. 化工设备:高温合金热处理工艺2010可以提高化工设备的耐腐蚀性能和抗应力腐蚀开裂能力,延长设备的使用寿命。
高温合金热处理

高温合金热处理高温合金的性能与其组织有密切关系,高温合金的组织是可以通过热处理来调整的,如合金的晶粒大小,碳化物形态和分布,金属间化合物(γ’)的大小和分布等都是通过热处理工艺来控制的。
对于变形合金来说,热处理尤为重要。
高温合金的热处理一般由固溶处理、中间处理和时效处理组成。
(1) 固溶处理固溶处理是为了溶解基体内碳化物、γ’相等以得到均匀的晕饱和固溶体,便于时效时重新析出颗粒细小、分布均匀的碳化物和γ’等强化相,同时消除由于冷热加工产生的应力,使合金发生再结晶。
其次,固溶处理是为了获得适宜的晶粒度,以保证合金高温抗蠕变性能。
固溶处理的温度范围大约在980~12500C之间,主要根据各个合金中相析出和溶解规律及使用要求来选择,以保证主要强化相必要的析出条件和一定的晶粒度。
对于长期高温使用的合金,要求有较好的高温持久和蠕变性能,应选择较高的固溶温度以获得较大的晶粒度;对于中温使用并要求较好的室温硬度、屈服强度、拉伸强度、冲击韧性和疲劳强度的合金,可采用较低的固溶温度,保证较小的晶粒度。
高温固溶下理时,各种析出相都逐步溶解,同时晶粒长大;低温固溶处理时,不仅有主要强化相的溶解,而且可能有某些相的析出。
对于过饱和度低的合金,通常选择较快的冷却速度(如油水冷);对于过饱和度高的合金,通常为空气中冷却。
(2)中间处理、中间处理即二次固溶处理或中间时效处理,其主要作用是改变晶界上析出的碳化物数量、形态和分布,其次是在合金中造成大小两种γ’的合理分布,以显著提高合金的持久寿命和塑性。
中间处理的温度大约在1000~11500C,在保温和冷却过程中,晶界析出链状碳化物,起强化晶界作用。
对于过饱和度低的合金,经中间处理后,可以避免晶界细胞状M23C6析出,在晶界产生富Cr的块状碳化物,由于晶界区域Cr浓度降低,提高了AI Ti的溶解度,使γ’溶德意志联邦共和国基体内,造成晶界贫γ’区的出现。
适当宽度的贫γ’区有一定塑性,在高温应力作用下能发生松弛、解除应力集中,延缓裂纹产生,提高持久寿命。
高温合金热处理

本标准适用于常用高温合金的热处理。专用技术文件或订货合同另有规定者除外。
2 引用标准
w GBn 175
GB 228
w GB 230
GB 231
w GB 6395
GB 7232
.b GB 9452 z GB 10066.1 x GB 10067.1
GB 10067.4
高温合金牌号 金属拉伸试验法 金属洛氏硬度试验方法 金属布氏硬度试验方法 金属高温拉伸持久试验方法 金属热处理工艺术语 热处理炉有效加热区测定方法 电热设备的试验方法 通用部分 电热设备基本技术条件 第一部分 通用部分 电热设备基本技术条件 第四部分 间接电阻炉
J 36
JB/T 7712-1995
www.高b温zx合z金w热.处co理m
1995-06-20 发布
1996-01-01 实施
中华人民共和国机械工业部 发 布
中华人民共和国机械行业标准
高温合金热处理
JB/T 7712-1995
1 主题内容与适用范围
本标准规定了高温合金的热处理设备,工艺、工艺材料,工艺过程的控制及质量检验等。
5
JB/T 7712-1995
5 工艺过程控制
5. 1 装炉 5. 1. 1 工件入炉前,表面应进行清洗除油、除污;对于加工余量小于 0.3mm 或无加工余量的工件, 表面应保持干燥洁净,入炉前应无指印、标志液、水及其他污染。 5. 1. 2 热处理夹具接触工件的部分应具有与热处理工件相同的清洁程度。 5. 1. 3 工件的摆放应能使炉气在其内外表面流动畅通、加热均匀。 5. 1. 4 装炉量要适当,使工件能在工艺规程规定的时间内回复到工艺规定的温度。 5. 1. 5 工件应定位或放在专用夹具上,避免或减少工件在热处理过程中变形。 5. 1. 6 盛放工件的料盘、料筐或夹具在炉内放置位置要合适,使全部工件都处于炉子有效加热区内。 5. 2 加热 5. 2. 1 对于尺寸较大、形状复杂的工件,固溶处理加热时应采用预热或分段加热。预热加热温度一般 为 800~850℃;固溶处理温度在 1000℃以上,一般采用两段或两段以上的分段加热。 5. 2. 2 对于有预热或分段加热的热处理,工件应在预热温度以下入炉;无预热或无分段加热时,工件 应在炉子到达工艺温度后入炉。 5. 2. 3 工件装炉后,按规定的热处理规范加热,控温精度为±10℃。 5. 3 保温时间 5. 3. 1 当炉内所有热电偶指示温度都达到热处理工艺规定的温度下限时,开始计算保温时间。 5. 3. 2 保温时间应根据工件最大有效厚度选择。热处理过程的保温时间参照表 1~表 3。 5. 4 冷却 5. 4. 1 根据合金性能要求、工件形状和尺寸,可选择空冷、油冷、水冷、炉冷等。 5. 4. 2 对需焊接或冷成形的材料,应快速冷却。 5. 5 清理 5. 5. 1 热处理后,工件可用碱洗、酸洗、喷砂、喷丸或机加工等方法除去氧化皮。 5. 5. 2 在进行多次加热时,可在最后一次加热后清除氧化皮。 6 检验
合金管焊接后热处理工艺流程

合金管焊接后热处理工艺流程《合金管焊接后热处理工艺流程:一场热与工艺的奇妙共舞在焊接的世界里,合金管就像一群性格倔强的家伙,焊接完了可不能就这么算了,热处理那是必不可少的“后续调教”。
首先得说说这合金管焊接后热处理到底为啥这么重要。
嘿,这就好比做完手术得好好疗养一样。
焊接过程中啊,合金管内部结构被折腾得乱七八糟的,应力到处都是,就像屋子里东西被翻得到处都是,不整理就没法住人。
热处理就相当于做一次彻底的整理,让内部组织结构重新井然有序,应力也被收拾得服服帖帖。
咱来说说这具体流程。
预热这个环节啊,就像是给合金管做热身运动。
想象一下,合金管站在那冷飕飕的,直接就上热处理的“战场”,那哪行啊。
就像咱们冬天运动,得先稍微活动活动身子,合金管也要提前被加热到一定温度,让它有点准备。
这个预热温度可是很有讲究的,就像是给不同体质的人开不同的健身方子一样,根据合金管的材质、厚度啥的,科学地确定一个合适的预热温度范围。
预热起来,合金管就像从冰冷的室外进到温暖的屋里,身体开始慢慢放松下来。
然后呢,就是正式的热处理环节。
这个时候通常要把合金管放到专门的加热设备里。
这设备就像是个魔法大熔炉。
等温度慢慢升起来,合金管就在里头享受它的“温泉浴”,不过这个“温泉”的水温可是相当高的哦。
在这个过程中,合金管内部的晶粒开始慢慢长大或者重新排列,就像一群士兵重新整队一样。
这个过程真的要小心翼翼地盯着,温度过高或者保温时间过长、过短,都会让这一批“调教”的效果全乱了套。
接着到了冷却阶段,这冷却师傅就像个严厉的教练。
不能让合金管冷却得太快,那会像泼冷水一样让之前的努力白费。
要是合金管会说话,估计会大喊:“嘿,我刚出桑拿房,可别把我一下子扔冰窖里啊!”所以要根据合金管的“体质”选择合适的冷却速度,有时候要用石棉之类的东西来给它做个缓冲,让它慢慢从热乎的状态缓过神来。
整个合金管焊接后热处理工艺流程就像是一场精心编排的舞蹈。
预热就在那打个节奏,正式热处理是高潮部分,大家在那尽情地翻滚重组,冷却则是最后的舒缓结尾。
高温合金热处理工艺

高温合金热处理工艺嘿,朋友们!今天咱就来聊聊高温合金热处理工艺这个有意思的事儿。
你说这高温合金啊,就像是个厉害的战士,能在高温的环境下依然坚韧不拔。
那热处理工艺呢,就是让这个战士变得更强大、更厉害的秘密武器啦!想象一下,高温合金就像是一块未经雕琢的璞玉,而热处理工艺就是那巧夺天工的雕琢之手。
通过不同的热处理方式,能让高温合金展现出各种神奇的特性。
比如说退火,这就好比让战士好好休息一下,放松放松,消除一下内部的应力,让它变得更加温顺、好加工。
而固溶处理呢,就像是给战士来一场特训,让那些有用的元素均匀地分布在合金里,提升它的性能。
淬火呢,那可刺激啦!就像把战士突然丢进冰水里,快速冷却,让它变得坚硬无比,能抵御各种强大的压力。
回火就像是给刚刚经历激烈战斗的战士做个按摩,让它缓解一下紧张的情绪,调整一下状态,变得更加稳定、可靠。
这热处理工艺可不能马虎啊!就跟咱做饭似的,火候、时间都得把握得恰到好处。
要是火候大了,那合金可能就被“烧糊”啦;要是火候小了,效果又出不来。
所以啊,这得靠经验丰富的师傅们来精心操作。
你知道吗,不同的高温合金需要不同的热处理工艺组合。
这就像是给不同性格的人搭配不同的训练方法一样,得因材施教。
而且,在这个过程中,还得时刻关注着合金的变化,稍有不对就得赶紧调整。
咱国家在高温合金热处理工艺方面那可是取得了不少成就呢!那些科研人员们就像一群神奇的魔法师,不断地探索、创新,让我们的高温合金变得越来越厉害。
这可都是他们的心血和智慧的结晶啊!我就问你,要是没有这厉害的热处理工艺,那些在高温环境下工作的机器设备怎么能可靠运行呢?那些航空发动机、燃气轮机等高科技产品怎么能发挥出它们的强大威力呢?所以说啊,这高温合金热处理工艺可真是太重要啦!咱可不能小瞧了这看似普通却暗藏玄机的工艺,它可是推动着我们国家科技发展的重要力量之一呢!让我们一起为这些默默奉献的科研人员和技术工人点赞吧!。
高温合金中的热处理工艺研究

高温合金中的热处理工艺研究热处理是一种常见的金属加工和制造工艺,高温合金作为一种特殊的金属材料,其热处理工艺对其性能的提高和稳定至关重要。
一、高温合金的概念和分类高温合金是一类可用于高温(600℃以上)下工作的合金材料。
这类合金由于其优异的高温性能被广泛应用于航空、航天、核能、石化、冶金等领域。
根据合金元素成分和组织结构,高温合金可以分为两类,即铸造高温合金和变形高温合金。
铸造高温合金可以通过熔炼铸造方式制备得到,包括铸造钴基高温合金、铸造镍基高温合金、铸造铁基高温合金等。
变形高温合金可以通过加热变形方式制备得到,包括镍基高温合金、钴基高温合金、铁基高温合金等。
二、高温合金的热处理工艺高温合金的热处理工艺包括退火、固溶处理、时效处理等。
1.退火退火是指对高温合金进行加热至其细晶化温度,保温一定时间后冷却至室温的一种热处理方法。
退火能够消除材料内部的应力、亚晶点和缺陷,并使材料晶粒细化,提高其韧性和塑性。
但是,对于某些高温合金,如不锈钢,退火过程中会导致晶间腐蚀的出现。
2.固溶处理固溶处理是指将高温合金加热至其固溶温度,使得固溶体中的溶质原子进入固溶体结构中的间隙位置或取代固溶体晶格中的原子,后在适当的条件下急冷冷却得到超饱和固溶体的一种热处理方法。
固溶处理可以显著提高高温合金的强度和硬度,但也可能导致材料中的残余应力和晶界腐蚀现象的出现。
3.时效处理时效处理是指将经固溶处理后的高温合金在一定的温度下保温一定时间后进行水淬冷却的一种热处理方法。
时效处理能够通过固溶体中的溶质原子改变合金中的原子成分,使其更加稳定。
时效处理也是提高高温合金耐热、耐腐蚀性能的重要方法。
三、高温合金的热处理工艺应用高温合金是一种特殊的金属材料,其应用领域广泛,如航空、航天、核能、石油化工、冶金等方面。
(1)航空航天领域高温合金在航空、航天领域中的应用非常广泛。
在发动机中,高温合金作为一种关键材料,能够在极端的高温和高压环境下保证发动机的正常工作。
高温合金钢的热处理工艺优化与效果评价

高温合金钢的热处理工艺优化与效果评价高温合金钢是一种能够在极端高温环境下保持稳定结构和良好性能的特殊材料。
为了充分发挥高温合金钢的优势,热处理工艺的优化和效果评价变得至关重要。
本文将就高温合金钢的热处理工艺优化与效果评价进行探讨。
首先,热处理工艺的优化对高温合金钢的性能提升起着至关重要的作用。
热处理包括加热、保温和冷却三个阶段,每个阶段的温度和时间都会直接影响高温合金钢的组织和性能。
因此,合理控制热处理工艺参数对于优化高温合金钢的性能至关重要。
优化加热温度是高温合金钢热处理工艺中的重要环节。
适当的加热温度能够促使高温合金钢内部晶粒的长大和再结晶,从而提高材料的塑性和强度。
但过高的加热温度可能会导致晶粒的过粗化和相分解的不稳定,影响材料的性能。
因此,通过对合金钢的实际情况进行仔细分析和试验,选择适当的加热温度是热处理工艺优化的重要一步。
保温时间也是热处理工艺中需要优化的关键参数。
保温时间的长短直接影响到高温合金钢的晶界的稳定性和相变的完成程度。
适当延长保温时间可以使晶界更加稳定并提高合金钢的强度和韧性,但过长的保温时间可能导致合金元素的损失和能量的浪费。
因此,在热处理工艺中,需要通过试验和实际操作,找到一个最佳的保温时间,以获得最佳的效果。
冷却速率是高温合金钢热处理工艺中最后一个需要优化的参数。
冷却速率的选择直接影响到高温合金钢的组织和性能。
快速冷却可以有效地阻止钢中的相变,从而获得细小的晶粒,提高材料的强度和硬度。
然而,过快的冷却速率可能导致应力和变形,从而影响材料的性能。
因此,在热处理过程中需要经过实验和反复试验来确定最佳的冷却速率。
除了热处理工艺的优化,对高温合金钢的效果评价也是非常重要的。
效果评价可以通过材料的显微组织观察、力学性能测试和物理性能测试等方式进行。
首先,显微组织观察是热处理效果评价中最常见的方法之一。
通过光学显微镜、扫描电镜等设备对高温合金钢的显微组织进行观察和分析,可以评估其晶粒尺寸、形貌分布、相含量和相组成等参数,从而判断热处理工艺的优劣。
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合金的室温性能最好,但持久性能较差。这与第一 阶段时效温度较高(843℃)有关;GHl4l合金的性 能变化不大,对于工作温度不高的部件,可采用这种 方案进行焊后处理。
4
结
论
(1)q{907与GHl41合金的焊接组件,如果对
组件的高温性能要求较高,应采用GH907合金的时 效制度进行焊后处理,即:800℃保温16 h后,以55 ℃/h的冷却速度随炉冷却到620℃,再保温8 h,空 冷。 (2)GH907与GHl4l合金的焊接组件,如果对 组件的室温性能要求较高,可采用折衷的时效制度 进行焊后处理,即:843℃保温1 h后,以16℃/min 的冷却速度随炉冷却到718℃,再保温8 h,待炉冷 到620℃时保温8 h,空冷。
其中①和②是GH907材料标准规定的标准工艺;③ 是GHl41材料标准规定的标准工艺;④为大修规范 规定的翻修工艺。两种合金热处理后加工成标准圆 棒试样,按材料标准检验其力学性能。
2
试验结果
因为GHl41合金的性能裕度较大,对时效工艺
不敏感,因此主要针对GH907合金摸1及GH907合金试样按相应材料标准规
定的制度分别进行固溶处理,然后进行模拟钎焊,最 后按不同方案时效。GHl41是镍基高温合金, GH907是铁基高温合金,二者时效工艺有较大差 异,具体时效制度如下:①800℃保温16 h,以55 ℃/h的冷却速度随炉冷到620℃,保温8 h,空冷; ②775℃保温12 h,以55℃/h的冷却速度随炉冷 到620℃,保温8 h,空冷;③900℃保温4 h,空冷; ④843℃保温1 h,以16℃/min的冷却速度随炉冷 到718℃,保温8 h,炉冷到620℃,保温8 h,空冷。
第15卷第7期 2003年7月
钢铁研究学报
JoURNAI.0F IRON AND SIEEL RESEARCH
V01.15.No.7
July 2003
高温合金焊接组件的热处理
刘红斌, 马凌霄
(西安航空发动机公司冶金处,陕西西安710021)
摘要:对于由不同材料焊接组成的部件,尤其是热处理工艺差异较大的不同材料焊接组成的部 件,为保证各组成零件能满足设计和应用所要求的性能,需选择适宜的焊后热处理工艺参数。本文 对GHl41和GI固07高温合金焊接组件的热处理方案进行了探讨。 关键词:高温合金;焊接组件;热处理;性能 中图分类号:TGl32.3 文献标识码:A 文章编号:1001—0963(2003)07—0470—02
高温性能较好。因此,a穆07与Gm41合金的焊接 组件应采用G瑚07合金的时效制度进行焊后处理。
(4)第4种时效制度是不同于两种材料标准热 处理制度的折衷方案,按这种方案热处理后,GH907
一47l一
万 方数据
to
treatIIlent
process should be selected
obtain r£quired property.
Key words:superalloy;weld。。mponent;heat
treamlent;pr。perty
现代航空发动机高温部件广泛采用高温合金焊 接工艺,为了获得不同的性能要求,采用了多种高温 合金组焊结构。高温合金焊接前的最佳状态为固溶 或退火状态,对于时效强化型高温合金,焊接后必须 进行时效处理才能达到规定的性能以满足使用要 求。组件中不同材料的热处理工艺不尽相同,为了 各组成部分都能达到比较满意的性能,必须优选合 适的焊后时效工艺。
时效制度。试验结果见表1。
3试验结果及分析
(1)对GH907合金采用“800℃保温16 h,以55 ℃/h的冷却速度随炉冷到620℃,保温8 h,空冷” 的时效制度处理后,获得的高温持久性能最好,同时 室温拉伸性能下降不明显。这是因为时效温度较高 对GH907合金而言属于过时效。在这种过时效状 态下,晶界及晶内析出大量均匀分布的£相,有效地 提高了合金的缺口持久寿命,虽然合金的室温拉伸性 能稍低,但对于在高温条件下工作的部件影响不大。
作者简介:刘红斌(1971一),男,大学本科,工程师
一470一
万 方数据
第7期
高温合金焊接组件的热处理
7月
(2)对GH907合金进行不同循环次数的钎焊 时,只要严格控制钎焊工艺参数,钎焊次数的多少对 其力学性能并无显著影响,即多次钎焊和补焊是可 行的。 (3)GH907与GHl41合金组焊后,匹配时效处 理不宜采用GHl4l合金的时效制度,因为在900℃ 时效时,GH907合金中析出大量的LaveS相。虽然 此相本身对合金性能没有什么害处,但它消耗合金 元素,减少强化相数量,导致力学性能全面恶化; GHl41按GH907合金的时效制度处理后,其性能变 化不大。这是因为GHl41合金的时效温度范围宽, 可以在760~900℃范围内选择。在较低温度时效 时,合金的拉伸性能较高,而在较高温度时效,合金的
Heat Treatment of Superalloy
(Ⅺ’an AenEn西ne
Co,xi’aJl
Weld Component
LIU Hong-bin,MA Ling—xiaO
710021,Chim)
Abstract:FOr wdd
component,especially wKch made up of different a110y,the optiHlal heat aher weld,in order